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10 分钟

使用CR95HF和STM32F410RB为您的项目添加RFID读写功能

RFID(射频识别)多协议无接触收发器

RFid Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

RFid Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

实现与 RFID 标签的通信,并支持各种应用,如跟踪、安全系统和身份识别。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RFid Click 基于 STMicroelectronics 的多协议非接触式收发器 CR95HF。此板支持 ISO/IEC 14443 类型 A 和 B、ISO/IEC 15693 以及 ISO/IEC 18092 通信协议(标签)。此外,它还支持检测、读取和写入内置内部天线的 NFC 论坛类型 1、2、3 和 4 标签。CR95HF 集成了模拟前端,以提供 13.56 MHz 的空中接口。它管理阅读器模式下的帧编码和解码,用于近场通信(NFC)、近距离和远距离标准等标准应 用。CR95HF 有两种操作模式:等待事件(WFE)和主动操作模式。在主动模式中,CR95HF 与标签或外

部主机积极通信。WFE 模式包括四个低消耗状态:上电、休眠、睡眠和标签检测器,允许收发器在不同模式间切换。除上电外的所有状态都可以通过软件访问。当 CR95HF 处于这些状态中的任何一个时,与 MCU 的通信是不可能的。要进行正常通信,必须首先唤醒收发器。RFid Click 可以通过 mikroBUS™ 插座上的 UART 或 SPI 串行接口与宿主 MCU 通信。这款 Click board™ 配有 A 和 B 跳线,用于选择两个多路复用引脚的功能。根据它们的位置,这些引脚可以用 作 UART 或中断(输入和输出)引脚(默认为中

断)。这些跳线必须设置为 B 位置,以便与 UART 接口一起使用,从而失去中断功能引脚。SSSI0 和 SSI1 引脚用于基于其逻辑状态的通信接口选择。这款 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RFid Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

工作在 13.56MHz 的 RFID 标签遵循 ISO14443-A 标准,确保高频通信。这种接近卡技术,通常以 MIFARE 卡为例,便于在诸如门禁控制、公共交通和支付系统等应用中实现安全的非接触式交互。ISO14443-A 标准定义了通信协议,包括了用于同时处理多张卡的防碰撞机制。这些 RFID 标签拥有不同的内存容量,从几个字节到几千字节不等,以满足不同的应用需求。为确保数据安全,该标准集成了诸如加密和认证等功能。以 MIFARE 技术为例的这些标签因其效率高而被广泛使用,并且在多种识别和访问场景中增强了便利性和安全性。

RFid Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Interface Selection
PC0
AN
Interface Selection
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Interrupt Output
PC8
PWM
Interrupt Output
PC14
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RFid Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 RFID Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rfid_select_communication_interface - 选择通信接口。

  • rfid_get_tag_uid - 获取 RFID 标签 UID 的函数。

  • rfid_get_device_id - 获取 RFID 设备 ID 的函数。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief RFID Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of RFID Click board 
 * by reading MIFARE ISO/IEC 14443 type A tag UID.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, selects the communication interface and performs
 * the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * If there's a tag detected, it reads its UID and displays it on USB UART.
 *
 * @note
 * It is recommended to tie SSI_0, SSI_1 to VCC/GND at power-up, depending on 
 * the communication interface selection by A and B on-board jumpers. 
 * SSI_0 - UART: 0 SPI: 1
 * SSI_1 - UART: 0 SPI: 0
 * 
 * Only tags with 4-byte or 7-byte UIDs are compatible with this example.
 * We recommend MIKROE-1475 - an RFiD tag 13.56MHz compliant with ISO14443-A standard.
 * 
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rfid.h"

static rfid_t rfid;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rfid_cfg_t rfid_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );
    Delay_ms( 100 );

    // Click initialization.

    rfid_cfg_setup( &rfid_cfg );
    RFID_MAP_MIKROBUS( rfid_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t error_flag = rfid_init( &rfid, &rfid_cfg );
    if ( error_flag != RFID_OK ) 
    {
        log_error( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Selecting communication interface... \r\n" );
    error_flag = rfid_select_communication_interface ( &rfid, RFID_SPI );
    if ( error_flag != RFID_OK ) 
    {
        log_error( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Configuring the device... \r\n" );
    error_flag = rfid_default_cfg ( &rfid );
    if ( error_flag != RFID_OK ) 
    {
        log_error( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " The device has been configured! \r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t tag_uid[ 20 ] = { 0 };
    uint8_t tag_len = rfid_get_tag_uid( &rfid, RFID_ISO_14443A, tag_uid );
    if ( tag_len > 0 )
    {
        log_printf( &logger, " TAG UID: " );
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < tag_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) tag_uid[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\r\n----------------------------------\r\n" );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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